危險化學品儲存安全事關人民及城市的安全,其中,庫房內(nèi)堆垛“五距”保持與監(jiān)測是保證安全儲存關鍵因素。基于機器視覺的圖像處理在物體測量方面應用廣泛,研究機器視覺中的雙目視覺測距方法實現(xiàn)對�；范讯狻拔寰唷睖y量,進而實現(xiàn)堆垛的安全狀態(tài)監(jiān)測,是非常有前景的解決方案,對于危險化學品的有效監(jiān)管與安全預防有重要的意義。本文開展雙目視覺“五距”測量研究,主要工作如下:（1）相機標定算法:基于張氏平面模板攝像機標定原理和方法,完成了雙目視覺的標定和攝像頭參數(shù)計算。（2）特征提取算法:采用高斯混合模型算法首先實現(xiàn)貨物提取;然后,提出了基于直線擬合的Shi-Tomasi角點檢測算法,提高了有效特征點的識別準確率。（3）立體匹配算法,針對�；范讯馓卣鼽c相似的特點,提出了基于DBSCAN聚類的SIFT雙向匹配算法,通過疏密程度聚類得到可變閾值提高匹配準確度;為了進一步提升匹配速度,研究了 SUFR匹配算法,并基于雙目特征點位置相關性進行自適應鄰域計算的改進,在準確率和效率上都更適用堆垛的立體匹配。（4）完成了雙目視覺的�；范讯獾某叽鐪y量的硬件平臺以及軟件系統(tǒng)的設計與開發(fā),實現(xiàn)了堆垛距離測量。 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２成像示意圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｉｍａｇｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ??

?第二章雙目測距原理與標定???第二章雙目測距原理與標定??基于雙目視覺系統(tǒng)獲得空間三維信息進而獲取距離，需要搭建有效實用的雙目視??覺測距系統(tǒng)。雙目也就是兩個攝像頭同時觀測同一物體。在不同環(huán)境下，雙目系統(tǒng)的??結(jié)構(gòu)也有所不同。在�；穫}庫的環(huán)境中，選取平視雙目結(jié)構(gòu)，搭建如圖２－１所示結(jié)??構(gòu)的雙目立體視覺測距系統(tǒng)，兩攝像機光軸互相平行，且光心處于同一水平線平行于??地面，在此基礎上進行相機標定、圖像處理、立體匹配和測距分析。??圖２－１雙目視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｉｎｏｃｕｌａｒ?ｖｉｓｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１雙目視覺測距原理??雙目視覺測距是基于視差原理，就像人的眼睛，對于平視結(jié)構(gòu)的雙目視覺來說，??可以用人的雙眼來進行示意。如圖２－２所示，為觀看兩物體的成像示意圖，人的“眼??睛”相當于“攝像頭”。當物體位于近處，得到的視差會越大，當物體位于遠處，得??到的視差會越校所以可以根據(jù)視差的大小來判斷物體的距離。??Ｆａｒ?ｏｂｊｅｃｔ?，???ａ）?ｂ）??Ｃｌｏｓｅ?ｏｂｊｅｃｔ?＾??？?？??Ｌｅｆｔ?ｃａｍ?Ｔ?Ｉ?＾ｔｃａｍ?ＢＭｓｐａｎｔｙ??｜?｜????圖２－２成像示意圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｉｍａｇｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ??９??

第二章雙目測距原理與標定???ｂ－ｘ，??ｘｃ＝——Ｌ??ｃ?Ｄ??＾?ｙｃ??式（２－２）??Ｄ??Ｚｃ?＝?ｂｉ??ｌ?Ｄ??空間點Ｐ的坐標可以計算出，該坐標是在攝像機下的。所以說，同一空間特征點??在左右圖像找到對應的匹配點，就可計算得出空間三維坐標信息。??２．２雙目視覺測距系統(tǒng)概述??雙目視覺測距系統(tǒng)獲取圖像到距離測量需要幾個中間步驟進行圖像處理，最紅獲??取視差來進行距離測量。包括相機標定、目標提娶特征提娶立體匹配相關步驟。??流程框圖如圖２－４所示，可以根據(jù)視差的原理來實現(xiàn)物體三維信息的恢復的過程。??、內(nèi)參、夕卜參）?ｆ貨物提�。�?〔角點特征）?ｆ角點匹配》??相機標定｜?—？！目標提取＾特征提取一？立體匹配一？距離監(jiān)測??圖２＊４雙目測距流程圖??Ｆｉｇ．２－４?Ｂｉｎｏｃｕｌａｒ?ｒａｎｇｉｎｇ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??首先進行相機標定，獲取內(nèi)外參數(shù)，然后經(jīng)過目標提取，將所需要測量的目標進??行提取，再經(jīng)過特征點提取，以確定需要測定的兩點間的距離。最后進行立體匹配，??獲取視差結(jié)果，最終可以根據(jù)視差得到距離值。??２．?２．１相機標定??計算機視覺中關鍵技術之一。主要確定相機的內(nèi)外參數(shù)，包括旋轉(zhuǎn)矩陣、平移矩??陣、畸變系數(shù)等的相關參數(shù)。標定可分為傳統(tǒng)標定、自標定和基于主動視覺的標定［５５］。??標定的參數(shù)結(jié)果直接影響距離的精度。??傳統(tǒng)標定方法是需要用參照物來進行標定，而參照物需要制作精準，不同角度獲??取圖像。其中的難點是參照物難以制作，成本較高。其中代表算法有ＤＬＴ（Ｄｉｒｅｃｔ?Ｌｉｎｅａｒ??Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）方法［５６］，Ｔｓａｉ的兩步標定方

【參考文獻】：
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本文編號：3146250